(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、そのアクティブ面が空隙に接するようにして、これより大サイズのＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）とともに封止したパッケージであって、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップに対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線を有し、各配線には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子が接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子が接続され、内部端子を該非アクティブ面の周辺に沿って配している、センサー部材を有し、その表面（端子面）に、その端子と接続する配線と該配線に接続するバンプ接続用およびワイヤボンディング用の新たな端子とを再配線して、ワイヤボンディング用の新たな端子を周辺に配設した、ＡＳＩＣを有し、センサー部材の外部端子には突起状の外部回路接続用バンプが配設されており、センサー部材を、そのアクティブ面をＡＳＩＣの表面に向けて、接続固定用バンプを介して、ＡＳＩＣから離して、ＡＳＩＣの表面側に搭載し、且つ、前記センサー部材のワイヤボンディング用の内部端子とＡＳＩＣのワイヤボンディング用の新たな端子部とを、ボンディングワイヤにて接続し、センサーチップに接続する複数の端子とＡＳＩＣのバンプ接続用の新たな端子とを、接続固定用バンプにてバンプ接続して、再配線された配線にて、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続をしており、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材の前記アクティブ面との間に、前記両面と封止用リブとで空隙部を設けて、前記センサー部材の突起状の外部回路接続用バンプを外部に露出させた状態で、ＡＳＩＣの表面側の各部を封止用樹脂で封止し、ＡＳＩＣの裏面を外側に露出させていることを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサーパッケージであって、前記センサーチップは、錘部と、該錘部の周囲を囲むフレーム部と、該錘部の上部を該フレーム部の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部とを有し、外部から該錘部に与えられる力により発生する該ビーム部の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）であることを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のセンサーパッケージであって、センサー部材の前記外部端子部と前記突起状のバンプ間に応力緩和層が介在することを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサーパッケージであって、前記応力緩和層は合成ゴム中に導電粒子を分散させたものであることを特徴とするセンサーパッケージ。
【請求項５】
空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、そのアクティブ面が空隙に接するようにして、ＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）とともに封止したパッケージを作製する、センサーパッケージの製造方法であって、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップに対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線を有し、各配線には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子が接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子が接続され、内部端子を該非アクティブ面の周辺に沿って配している、個片化されたセンサー部材と、ウエハレベルで、各ＡＳＩＣ毎に、表面周辺にその端子と接続する配線と該配線に接続する新たな端子とを再配線したウエハを、予め準備しておき、（ａ）ウエハレベルで、各ＡＳＩＣの表面側に、前記個片化されたセンサー部材のアクティブ面を向けて、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材のアクティブ面と封止用リブとで、空隙部を形成するように、封止用リブを両面間に配して、個片化されたセンサー部材をＡＳＩＣにバンプ接続して固定する、バンプ接続固定工程と、（ｂ）センサー部材の前記ワイヤボンディング用の内部端子と、ＡＳＩＣの前記新たな端子とを、ワイヤボンディングして、ワイヤで接続する、ワイヤボンディング工程と、（ｃ）前記ワイヤと、センサー部材の非アクティブ面の配線、内部端子と、ＡＳＩＣの再配線された配線と各端子とを、封止用樹脂で封止する、樹脂封止工程と、（ｄ）ウエハを各面付け毎に分離して個片化する、個片化工程と、（ｅ）前記個片化工程の前後で、センサー部材の前記外部端子上に、外部に突出した外部回路との接続用のバンプを形成する、バンプ形成工程とを、有することを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサーパッケージの製造方法であって、前記バンプ形成工程は、センサー部材の前記外部端子部の上に応力緩和層を形成し、該応力緩和層上に前記外部回路との接続用のバンプを形成するものであることを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項５ないし６のいずれか１項に記載のセンサーパッケージの製造方法であって、前記個片化工程は、レーザもしくはダイシングソーにて、ウエハ分離するものであることを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項に記載のセンサーパッケージの製造方法であって、前記センサー部材の作製は、多面付けに区画して、各面付け毎に単位のセンサーチップが配されたウエハを作製し、ウエハの状態で（ウエハレベルでとも言う）、センサーチップの非アクティブ面側に絶縁性基材を積層し、該絶縁性基材の外側面に、絶縁層を配し、該絶縁層上に、ワイヤボンディング用の内部端子と、外部回路との接続用の外部端子を有する配線部を、内部端子が該非アクティブ面の周辺に沿うように、配設した後、ウエハを各面付け毎に分離して個片化するものであることを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれか１項に記載のセンサーパッケージの製造方法であって、前記ＡＳＩＣの再配線は、その端子面側に絶縁層を配設し、該絶縁層の端子部領域を孔開けし、スパッタによりＳＥＥＤ層を形成して電解めっきを行い金属層を形成し、該金属層を選択エッチングして、配線、端子を形成するものであることを特徴とするセンサーパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、そのアクティブ面が空隙に接するようにして封止したパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーや、加速度センサー、圧力センサー、ジャイロセンサー等の、各種センサー用のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）は一方の面にその主たる機能部を有するアクティブ面を形成している。
例えば、撮像素子としての、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサーは、半導体チップの一方の面が光電変換を行う受光素子が配列されたアクティブ面となっている。
しかしながら、このような、イメージセンサーや、各種センサー用のＭＥＭＳは、従来、センサー部を個々に実装し、ワイヤボンディングを行う工程や、その後の封止工程等の一連の製造工程において、センサー部のアクティブ面に汚染が生じ易く、歩留まりの向上に支障をきたしていた。
また、センサー部が実装された領域とは別の領域の配線基板上にＤＳＰ（信号処理装置、Ｄｉｇｉｔａｌ、Ｓｉｇｎａｌ、Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が実装されることにより、面方向の広がりが生じ、小型化に限界があった。
【０００３】
近年、これらを解決するために、本願出願人により、表面側に内部端子を有し裏面側に外部端子を有する複数の端子部が、略同一平面内に互いに電気的に独立して配列され、前記端子部が配列された平面の略中央に端子部と電気的に独立して配置されたパッド部を有し、該パッド部の表面側にアクティブ面と反対側の面にて固着されたセンサー部を備え、該センサー部のアクティブ面側の端子と前記端子部の内部端子とを電気的に接続するワイヤを有し、複数の前記端子部の表面側に架け渡され、かつ、前記内部端子を囲むように配設された封止部材を有し、さらに、前記センサー部のアクティブ面と空隙部を介して対向するように前記封止部材の先端部に固着された保護材を備えるような形態の、センサーパッケージが提案されている。（特開２００６−６０１７８号公報、特許文献１）
この形態のセンサーパッケージの場合、センサー部のアクティブ面が保護材と封止部材とにより外部から隔離保護され、センサー部の端子と内部端子がワイヤで接続されているので、配線基板上への実装は、ワイヤボンディングを行うことなく、外部端子の接続のみで完了し、また、センサー部のアクティブ面の汚染が保護材により防止され、実装工程中等においてセンサーパッケージが汚染された場合には、保護材面を清浄化するだけで良好な状態のセンサーパッケージが得られ、製造歩留まりが向上する。
更に、ここには、図５に示すように、汎用のＤＳＰ（信号処理装置）１３０をパッド部１２１と端子部１２２上に配し、更に、該ＤＳＰ１３０上に位置的にセンサー部（センサーチップとも言う）１１０を固定して封止した形態も記載されている。
この形態の場合、センサー部１１０とＤＳＰ（信号処理装置）１３０とが同一領域に位置することとなり、面方向の広がりが抑制され、装置の小型化が可能である。
ここでは、内側の内部端子１２２ａには、ＤＳＰ（信号処理装置）１３０の端子がバンプ１３１を介して接続されており、このＤＳＰ１３０は、電気絶縁性の樹脂部材１５０によりパッド部１２１、端子部１２２側（図５で下側）を樹脂封止している。
また、このセンサー部１１０の表面（アクティブ面側）の複数の端子１１２と端子部１２２の内部端子１２２ａとがワイヤ１４０により電気的に接続されている。
さらに、複数の端子部１２２の表面側に架け渡され、かつ、内部端子１２２ａを囲むように封止部材（封止用リブとも言う）１５５が配設されており、この封止部材１５５の先端部（図５で上側）に、センサー部１１０のアクティブ面と空隙部１６０を介して対向するように保護材１７０が固着されている。
また、外部端子１２２ｂは外部に露出している。
【特許文献１】特開２００６−６０１７８号公報
【０００４】
しかし、特開２００６−６０１７８号公報（特許文献１）に記載のものは、特定用途向けのセンサーとして機能させるためには、効率的でなく、場合によっては、更に、センサーパッケージの他に特定用途用ＩＣ（以下、ＡＳＩＣと呼ぶ）が必要となり、部品が少なくとも２点となり、コストアップの要因となっているとともに、それらを電気的に接続する必要があり、信号線の長距離化によるセンサー感度低下が問題となっている。
また、端子部（リード）を用いた複雑な構造で、その作製が複雑となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、センサー部のアクティブ面に汚染が生じ易く、歩留まりの向上に支障をきたすと言う従来のセンサー用パッケージ（センサーパッケージとも言う）の問題を解決する形態のパッケージとして、センサーチップを封止したセンサー用パッケージが、特開２００６−６０１７８号公報（特許文献１）により開示されているが、この形態のものでは、特に特定用途において、使いがってが悪く、場合によっては、実装において、センサー用パッケージの他に特定用途用ＩＣ（以下、ＡＳＩＣとも呼ぶ）が必要となり、コストアップの要因となっており、また、複雑な構造で、その作製が複雑で、これらの対応が求められていた。
本発明はこれに対応するもので、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップを封止したセンサーパッケージで、特に特定用途において、使いがってが良く、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、複雑でない生産性に優れた構造の、センサーパッケージを提供する。
同時に、そのようなセンサーパッケージを量産できるセンサーパッケージの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のセンサーパッケージは、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、そのアクティブ面が空隙に接するようにして、これより大サイズのＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）とともに封止したパッケージであって、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップに対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線を有し、各配線には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子が接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子が接続され、内部端子を該非アクティブ面の周辺に沿って配している、センサー部材を有し、その表面（端子面）に、その端子と接続する配線と該配線に接続するバンプ接続用およびワイヤボンディング用の新たな端子とを再配線して、ワイヤボンディング用の新たな端子を周辺に配設した、ＡＳＩＣを有し、センサー部材の外部端子には突起状の外部回路接続用バンプが配設されており、センサー部材を、そのアクティブ面をＡＳＩＣの表面に向けて、接続固定用バンプを介して、ＡＳＩＣから離して、ＡＳＩＣの表面側に搭載し、且つ、前記センサー部材のワイヤボンディング用の内部端子とＡＳＩＣのワイヤボンディング用の新たな端子部とを、ボンディングワイヤにて接続し、センサーチップに接続する複数の端子とＡＳＩＣのバンプ接続用の新たな端子とを、接続固定用バンプにてバンプ接続して、再配線された配線にて、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続をしており、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材の前記アクティブ面との間に、前記両面と封止用リブとで空隙部を設けて、前記センサー部材の突起状の外部回路接続用バンプを外部に露出させた状態で、ＡＳＩＣの表面側の各部を封止用樹脂で封止し、ＡＳＩＣの裏面を外側に露出させていることを特徴とするものである。
そして、上記のセンサーパッケージであって、前記センサーチップは、錘部と、該錘部の周囲を囲むフレーム部と、該錘部の上部を該フレーム部の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部とを有し、外部から該錘部に与えられる力により発生する該ビーム部の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）であることを特徴とするものである。
そして、上記いずれかのセンサーパッケージであって、センサー部材の前記外部端子部と前記突起状のバンプ間に応力緩和層が介在することを特徴とするものであり、前記応力緩和層は合成ゴム中に導電粒子を分散させたものであることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のセンサーパッケージの製造方法は、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップを、そのアクティブ面が空隙に接するようにして、ＡＳＩＣ（特定用途用ＩＣ）とともに封止したパッケージを作製する、センサーパッケージの製造方法であって、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップに対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線を有し、各配線には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子が接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子が接続され、内部端子を該非アクティブ面の周辺に沿って配している、個片化されたセンサー部材と、ウエハレベルで、各ＡＳＩＣ毎に、表面周辺にその端子と接続する配線と該配線に接続する新たな端子とを再配線したウエハを、予め準備しておき、（ａ）ウエハレベルで、各ＡＳＩＣの表面側に、前記個片化されたセンサー部材のアクティブ面を向けて、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材のアクティブ面と封止用リブとで、空隙部を形成するように、封止用リブを両面間に配して、個片化されたセンサー部材をＡＳＩＣにバンプ接続して固定する、バンプ接続固定工程と、（ｂ）センサー部材の前記ワイヤボンディング用の内部端子と、ＡＳＩＣの前記新たな端子とを、ワイヤボンディングして、ワイヤで接続する、ワイヤボンディング工程と、（ｃ）前記ワイヤと、センサー部材の非アクティブ面の配線、内部端子と、ＡＳＩＣの再配線された配線と各端子とを、封止用樹脂で封止する、樹脂封止工程と、（ｄ）ウエハを各面付け毎に分離して個片化する、個片化工程と、（ｅ）前記個片化工程の前後で、センサー部材の前記外部端子上に、外部に突出した外部回路との接続用のバンプを形成する、バンプ形成工程とを、有することを特徴とするものである。
また、上記いずれかのセンサーパッケージの製造方法であって、前記センサー部材の作製は、多面付けに区画して、各面付け毎に単位のセンサーチップが配されたウエハを作製し、ウエハの状態で（ウエハレベルでとも言う）、センサーチップの非アクティブ面側に絶縁性基材を積層し、該絶縁性基材の外側面に、絶縁層を配し、該絶縁層上に、ワイヤボンディング用の内部端子と、外部回路との接続用の外部端子を有する配線部を、内部端子が該非アクティブ面の周辺に沿うように、配設した後、ウエハを各面付け毎に分離して個片化するものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのセンサーパッケージの製造方法であって、前記ＡＳＩＣの再配線は、その端子面側に絶縁層を配設し、該絶縁層の端子部領域を孔開けし、スパッタによりＳＥＥＤ層を形成して電解めっきを行い金属層を形成し、該金属層を選択エッチングして、配線、端子を形成するものであることを特徴とするものである。
【０００８】
（作用）
本発明のセンサーパッケージは、このような構成にすることにより、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて、センサーチップを封止したセンサーパッケージで、特に特定用途において、使いがってが良く、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、且つ、複雑でない生産性に優れた構造の、センサーパッケージの提供を可能としている。
具体的には、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップに対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線を有し、各配線には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子が接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子が接続され、内部端子を該非アクティブ面の周辺に沿って配している、センサー部材を有し、その表面（端子面）に、その端子と接続する配線と該配線に接続するバンプ接続用およびワイヤボンディング用の新たな端子とを再配線して、ワイヤボンディング用の新たな端子を周辺に配設した、ＡＳＩＣを有し、センサー部材の外部端子には突起状の外部回路接続用バンプが配設されており、センサー部材を、そのアクティブ面をＡＳＩＣの表面に向けて、接続固定用バンプを介して、ＡＳＩＣから離して、ＡＳＩＣの表面側に搭載し、且つ、前記センサー部材のワイヤボンディング用の内部端子とＡＳＩＣのワイヤボンディング用の新たな端子部とを、ボンディングワイヤにて接続し、センサーチップに接続する複数の端子とＡＳＩＣのバンプ接続用の新たな端子とを、接続固定用バンプにてバンプ接続して、再配線された配線にて、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続をしており、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材の前記アクティブ面との間に、前記両面と封止用リブとで空隙部を設けて、前記センサー部材の突起状の外部回路接続用バンプを外部に露出させた状態で、ＡＳＩＣの表面側の各部を封止用樹脂で封止し、ＡＳＩＣの裏面を外側に露出させていることにより、これを達成している。
詳しくは、センサー部材のアクティブ面をＡＳＩＣの表面に向け、該両面間を隔てて、センサー部材を、バンプを介して、ＡＳＩＣの表面側に搭載し、且つ、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材のアクティブ面との間に、前記両面と封止用リブとで空隙部を設けていることにより、センサー部材のアクティブ面を空隙部に接するようにできるものとしている。また、ＡＳＩＣの裏面を外側に向け、ＡＳＩＣの裏面側を封止材として利用し、センサ
ー部材とＡＳＩＣとを、簡単の構造で、封止できるものとしている。
このように、樹脂封止することにより、耐環境性が向上できる。
また、センサー部材のワイヤボンディング用の内部端子とＡＳＩＣの新たな端子とを、ボンディングワイヤにて接続して、且つ、センサーチップに接続する複数の端子とＡＳＩＣの新たな端子とを、バンプ接続して、再配線された配線にて、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続をしており、センサー部材の外部端子には突起状のバンプが配設され、該突起状のバンプを外部に露出させた状態としていることにより、センサー部材を機能させるための、回路を比較的簡単な構造で達成し、パッケージの外部回路との接続をし易いものとしている。
また、このようにセンサー部材と、ＡＳＩＣとを一体とし接続していることにより、実装のためのエリアを小さくでき、また、信号線を短くでき、センサー感度を良くできる。  そして、センサー部材の非アクティブ面に、配線された内部端子部と外部端子部を備え、ＡＳＩＣの表面に再配線された端子を備え、これらをボンディングワイヤにて接続し、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続をしていることにより、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続を比較的に簡単に行え、センサー部材のセンサーチップの端子の配列や、ＡＳＩＣの元の端子の配列にとらわれず、配線を行うことができるものとしている。
また、センサー部材を、ＡＳＩＣの表面とセンサー部材のアクティブ面との間に、封止の際の境部となる封止用リブを配してバンプを介して、ＡＳＩＣの表面側に搭載していることにより、空隙部の形成を確実にできるものとしている。
【０００９】
そして、前記センサーチップとしては、錘部と、該錘部の周囲を囲むフレーム部と、該錘部の上部を該フレーム部の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部とを有し、外部から該錘部に与えられる力により発生する該ビーム部の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が挙げられる。
また、センサー部材の前記外部端子部と前記突起状のバンプ間に応力緩和層が介在する、請求項３の発明の形態とすることにより、配線基板等に実装された際、配線基板等との熱収縮性の相違により応力が接続用のバンプに集中して破損するのを防止できるものとしている。
前記応力緩和層としては、合成ゴム中に導電粒子を分散させたものが挙げられる。
【００１０】
本発明のセンサーパッケージの製造方法は、このような構成にすることにより、一面にアクティブ面を有する機能デバイスとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて中空にして、センサーチップとＡＳＩＣとを一体化して封止したセンサーパッケージで、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、その使用、特に特定用途において、使いがってが良い構造のセンサーパッケージを、量産性良く、確実に作製することができるセンサーパッケージの製造方法の提供を可能としている。
そして、バンプ形成工程としては、センサー部材の前記外部端子部の上に応力緩和層を形成し、該応力緩和層上に前記外部回路との接続用のバンプを形成する形態が挙げられる。
また、個片化工程としては、レーザもしくはダイシングソーにて、ウエハ分離する形態が挙げられる。
【００１１】
センサー部材の作製としては、多面付けに区画して、各面付け毎に単位のセンサーチップが配されたウエハを作製し、ウエハの状態で（ウエハレベルでとも言う）、センサーチップの非アクティブ面側に絶縁性基材を積層し、該絶縁性基材の外側面に、絶縁層を配し、該絶縁層上に、ワイヤボンディング用の内部端子と、外部回路との接続用の外部端子を有する配線部を、内部端子が該非アクティブ面の周辺に沿うように、配設した後、ウエハを各面付け毎に分離して個片化する形態が挙げられる。
また、ＡＳＩＣ再配線は、その端子面側に絶縁層を配設し、該絶縁層の端子部領域を孔開けし、スパッタ等によりＳＥＥＤ層を形成して電解めっきを行い金属層を形成し、該金属層を選択エッチングして、端子部を形成する形態が挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記のように、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて中空にして、センサーチップとＡＳＩＣとを一体化して封止したセンサーパッケージで、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、その使用、特に特定用途において、使いがってが良い構造で、且つ、簡単で、生産性に優れた構造のセンサーパッケージの提供を可能とした。
同時に、そのようなセンサーパッケージを量産できるセンサーパッケージの製造方法の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明のセンサーパッケージの実施の形態の１例の概略断面図で、図２（ａ）はセンサー部材の１例の概略断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を示した図で、図３（ａ）〜図３（ｄ）は図１に示すセンサーパッケージの製造方法の１例の一部工程を示した工程断面図で、図４（ｅ）から図４（ｇ）は図３に続く一部工程を示した工程断面図である。
尚、図３、図４において点線は単位のＡＳＩＣの境界を示している。
また、図２（ａ）は、図２（ｂ）のＡ３−Ａ４における断面を示したものである。
図１〜図４中、１は錘部、３は支持部（ビーム部とも言う）、４は枠部（フレーム部とも言う）、６はガラス層、７はピエゾ抵抗素子、１０はセンサー部材、１０ａはセンサーチップ、１１は端子、１２は絶縁材層（フォトレジスト）、１３は配線、１３ａは端子部（内部端子とも言う）、１３ｂは（突起状バンプ形成用の）外部端子、１８は応力緩和層、１９Ａはアクティブ面、１９Ｂは非アクティブ面、２０はＡＳＩＣ、２０Ａはウエハ、２０ａは単位のＡＳＩＣ、２１は（再配線された）配線、２１ａは端子（内部端子とも言う）、２１ｂは（バンプ接続用の）端子、３０はバンプ（接続固定用バンプとも言う）、３５は封止用リブ、４０は封止材料（封止用樹脂とも言う）、５０はバンプ（外部回路接続用バンプとも言う）、６０はボンディングワイヤ、８０は空隙部である。
【００１４】
はじめに、本発明のセンサーパッケージの実施の形態の１例を図１に基づいて説明する。
本例のセンサーパッケージは、空隙８０と接するようにして配する必要があるアクティブ面１９Ａを一方側とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面１９Ｂを他方側とするセンサーチップ（図２（ａ）の１０ａに相当）を、これより大サイズのＡＳＩＣ２０上に搭載して一体化し、センサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けてＡＳＩＣ２０と共に封止したパッケージである。
そして、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップ（図２（ａ）の１０ａに相当）に対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線を有し、各配線には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子が接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子が接続され、内部端子を該非アクティブ面の周辺に沿って配している、センサー部材１０を備え、また、その表面（端子面）に、その端子と接続する配線と該配線に接続するバンプ接続用およびワイヤボンディング用の新たな端子とを再配線して、ワイヤボンディング用の新たな端子を周辺に配設した、ＡＳＩＣ２０を備え、センサー部材１０の外部端子１３ｂには突起状のバンプ５０が配設されており、センサーチップのアクティブ面側をＡＳＩＣ２０の表面に向けて、センサー部材１０を、バンプ３０を介して、ＡＳＩＣ３０から離して、ＡＳＩＣ２０の表面側に搭載している。
そしてまた、センサー部材１０のワイヤボンディング用の内部端子１３ａとＡＳＩＣ２０の新たなワイヤボンディング用の端子２１ａとを、ボンディングワイヤ６０にて接続して、且つ、センサーチップ（図２（ａ）の１０ａに相当）に接続する複数の端子とＡＳＩＣ１０の新たなバンプ接続用の端子２１ｂとを、バンプ接続して、再配線された配線２１にて、センサー部材とＡＳＩＣとの電気的接続をしている。
また、ＡＳＩＣ２０の表面とセンサー部材１０のアクティブ面との間に、前記両面と封止用リブ３５とで空隙部８０を設けて、突起状のバンプ５０を外部に露出させた状態で、ＡＳＩＣ２０の表面側の各部を封止用樹脂４０で封止し、ＡＳＩＣ２０の裏面を外側に露出させている。
このような構成にすることにより、一面にアクティブ面を有する機能チップとしてのセンサーチップのアクティブ面側に空隙部を設けて中空にして、センサーチップとＡＳＩＣとを一体化して封止したセンサーパッケージで、信号線の長距離化によるセンサー感度低下の問題を解決でき、その使用、特に特定用途において、使いがってが良い構造で、且つ、簡単で、生産性に優れた構造のセンサーパッケージの提供を可能としている。
特に、センサーチップを機能させるための、回路を比較的簡単な構造で達成し、パッケージの外部回路との接続をし易いものとしている。
また、ＡＳＩＣ２０の裏面を外側に向け、ＡＳＩＣ２０の裏面側を封止材として利用し、センサー部材１０とＡＳＩＣ２０とを、簡単の構造で、封止できるものとしている。
【００１５】
センサー部材１０のセンサーチップ１０ａとしては、例えば、図２に示すような加速度センサー部が挙げられるが、このような、空隙と接するようにして配する必要があるアクティブ面を一方側表面とし、空隙と接するようにして配する必要はない非アクティブ面を他方側表面とするセンサーチップであれば、センサーチップは加速度センサー部に限定はされない。
図２に示す、加速度センサー部としてのセンサーチップは、錘部１の周囲を囲むフレーム部（枠部）４と、これら錘部１の上部をフレーム部４の上部に接続して可撓的に支持して吊るビーム部（支持部）３とを有し、外部から該錘部１に与えられる力により発生する該ビーム部３の撓み量によって電気抵抗の値が変化する、加速度センサ素子を、前記アクティブ面と前記非アクティブ面との間に配した、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）である。
【００１６】
突起状のバンプ５０は、本例のセンサーパッケージを配線基板等に実装するためのもので、半田、Ａｕ、Ａｇ等の材質が適用できる。
配線１３、ワィヤボンディング用の端子１３ａ、外部端子１３ｂ、配線２１、ワィヤボンディング用の端子２１ａ、バンプ接続用の端子２１ｂは、通常、銅（Ｃｕ）を主とするが、配線として機能するものであれば、これに限定はされない。
ワィヤボンディング用の端子１３ａ、２１ａおよびバンプ接続用の端子２１ｂの表面には、必要に応じてＮｉ層等からなる下引き層を設けてＡｇ層やＡｕ層等を積層している金属層を配設している。
ここでは、外部端子１３ｂとバンプ５０との間には、例えば、銅層や、銅層とバリア金属層や、バリア金属層を配設され、更に、応力緩和層１８が配設されている。
バリア金属層としては、Ｎｉ層とＡｕ層の組み合わせ、Ｎｉ層とＰｄ層とＡｕ層の組み合わせ等とすることができる。
応力緩和層１８としては、合成ゴム中に導電粒子を分散させたものが好ましく挙げられる。
バンプ３０は、半田、Ａｕ、Ａｇ等の材質が適用できる。
封止用リブ３５は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
封止用樹脂４０や封止用リブ４５の主となる材質としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
【００１７】
次に、本例のセンサーパッケージの製造方法の１例を、図３、図４に基づいて簡単に説明する。
これを以って、本発明のセンサーパッケージの製造方法の実施の形態の１例とする。
先ず、予め、アクティブ面の外側領域に、機能素子に接続する複数の端子を有するセンサーチップ（図２（ａ）の１０ａに相当）に対して、非アクティブ面に、再配線された複数の配線１３を有し、各配線１３には、一方側にワイヤボンディング用の内部端子１３ａが接続され、他方側に外部回路との接続用の外部端子１３ｂが接続され、内部端子１３ａを該非アクティブ面の周辺に沿って配している、センサー部材１０を（図２（ａ）参照）を準備し、
一方また、単位のＡＳＩＣ２０ａを面付けして複数配しているウエハ２０Ａを準備しておく。（図３（ａ））
【００１８】
尚、センサー部材１０の作製は、例えば、以下にようにして行う。
先ず、多面付けに区画して、各面付け毎に単位のセンサーチップが配されたウエハを作製し、ウエハの状態で（ウエハレベルでとも言う）、、センサーチップの非アクティブ面側に絶縁性基材を積層する。
次いで、該絶縁性基材の外側面に、絶縁層を配し、該絶縁層上に、ワイヤボンディング用の内部端子と、外部回路との接続用の外部端子を有する配線部を、内部端子が該非アクティブ面の周辺に沿うように、再配線して配設する。
また、内部端子には必要に応じて所定のワイヤボンディング用の金属層を形成しておき、また、外部端子には、必要に応じて、所定のめっき層、応力緩和層１８を形成しておく。
次いで、ウエハを各面付け毎に分離して個片化して、個片化されたセンサー部材１０を得る。
【００１９】
次いで、ウエハレベルで、各ＡＳＩＣ毎に、その表面（端子面）に、その端子部と接続する配線２１と該配線２１に接続する新たなワイヤボンディング用の端子部２１ａ、新たなバンプ接続用の端子部２１ｂとを再配線して、該新たなワイヤボンディング用の端子部２１ａを周辺に配設しておく。
そして、必要に応じて、ワイヤボンディング用の端子部２１ａ、バンプ接続用の端子部２１ｂの表面には、必要に応じてＮｉ層等からなる下引き層を設けてＡｇ層やＡｕ層を配設している。（図３（ｂ））
尚、上記ＡＳＩＣ２０の再配線は、例えば、その端子面側に絶縁層を配設し、該絶縁層の端子部領域を孔開けし、スパッタ等によりＳＥＥＤ層を形成して電解めっきを行い金属層を形成し、該金属層を選択エッチングして、配線、端子部を形成する。
【００２０】
次いで、ウエハレベルで、各ＡＳＩＣ毎に、センサー部材１０を、そのアクティブ面をＡＳＩＣ２０の表面に向けて、バンプ（図１の３０に相当し、接続固定用バンプとも言う）を介して、ＡＳＩＣから離して、ＡＳＩＣの表面側に搭載する。
ここでは、センサーチップ（図２の１０ａに相当）に接続する複数の端子（図２の１１に相当）とＡＳＩＣの新たなバンプ接続用の端子２１ｂとを、バンプ接続する。（図３（ｃ））
バンプ３０を予めセンサーチップ側、あるいは、ＡＳＩＣに配してバンプ接続を行う。      
【００２１】
次いで、センサー部材１０のワイヤボンディング用の内部端子１３ａとＡＳＩＣ２０のワイヤボンディング用の新たな端子部２１ａとを、ボンディングワイヤ６０にて接続する。（図３（ｄ））
【００２２】
次いで、ＡＳＩＣ２０の表面とセンサー部材１０のアクティブ面との間に、前記両面と封止用リブ３５とで空隙部８０を設けて、樹脂封止する。（図４（ｅ））
トランスファー成形等により行う。
ここでは、外部端子１３ｂの領域とＡＳＩＣの裏面を外側に露出させている。
【００２３】
次いで、外部端子１３ｂに配線基板当の外部回路と接続するためのバンプ５０を形成する。
バンプ５０としては、半田、Ａｕ、Ａｇ等の材質が適用できる。（図４（ｆ））
【００２４】
次いで、単位ＡＳＩＣ２０の境部（図４（ｆ）の点線部に相当）を、レーザやダイシングソーにて、分離して、単位のセンサーパッケージを個片化して得る。（図４（ｇ））
このようにして、本例のセンサーパッケージは作製されるが、作製方法はこれに限定はされない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のセンサーパッケージの実施の形態の１例の概略断面図である。
【図２】図２（ａ）はセンサー部材の１例の概略断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ２における断面を示した図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は図１に示すセンサーパッケージの製造方法の１例の一部工程を示した工程断面図である。
【図４】図４（ｅ）から図４（ｇ）は図３に続く一部工程を示した工程断面図である。
【図５】従来のセンサーパッケージを示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１                錘部
３                支持部（ビーム部とも言う）
４                枠部（フレーム部とも言う）
６                ガラス層
７                ピエゾ抵抗素子
１０              センサー部材
１０ａ            センサーチップ
１１              端子
１２              絶縁材層（フォトレジスト）
１３              配線
１３ａ            端子部（内部端子とも言う）
１３ｂ          （突起状バンプ形成用の）外部端子
１８              応力緩和層
１９Ａ            アクティブ面
１９Ｂ            非アクティブ面
２０              ＡＳＩＣ
２０Ａ            ウエハ
２０ａ            単位のＡＳＩＣ
２１            （再配線された）配線
２１ａ            端子（内部端子とも言う）
２１ｂ          （バンプ接続用の）端子
３０              バンプ（接続固定用バンプとも言う）
３５              封止用リブ
４０              封止材料（封止用樹脂とも言う）
５０              バンプ（外部回路接続用バンプとも言う）
６０              ボンディングワイヤ
８０              空隙部
１１０            センサー部（センサーチップ）
１１１            絶縁層
１１２            端子
１２１            パッド部
１２２            端子部
１２２ａ          内部端子
１２２ｂ          外部端子
１３０            ＤＳＰ（信号処理装置）
１３１            バンプ
１４０            ワイヤ
１５０            樹脂部材
１５５            封止部材（封止用リブとも言う）
１６０            空隙部
１７０            保護材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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